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Physiologie 3. Semester

Transport an Membranen und Epithelien

 

 

  1. Zellmembran und Epithel

 

Epithel : zwei Zellmembranen in Serie, reagiert komplizierter als eine Zellmembran

Auftretende Grundphänomene :

 

  1. Pathophysiologische Bedeutung :

    2.  

    Viele Regulationsvorgänge werden durch Kanäle, Carrier und ATPasen beeinflußt, wie z.B. Regulation von Gefäßtonus, zelluläre Volumenregulation, Regulation der Verdauungssaftsekretion, Hormonsekretion.

    Viele Medikamente wirken direkt auf Ionenkanäle und Transporter, wie z.B. Antihypertonica, Antiarrhytmika, Diuretika, Antidiabetika, Herzgykoside, Spasmolytika, Psychopharmaka.

     

  2. Histologische Daten :

    3.  

    Isotone Zellösung : 300 mosmol/kg

    Toleranzbereich bis 185 mosmol/kg, darunter Hämolyse

    Zellmembran ist permeabel für Harnstoff, d.h. bei einer reiner Harnstofflösung tritt Hämolyse ein, da der Harnstoff in die Zelle diffundiert und die anfängliche osmotische Isotonie somit zu einer Hypotonie wird.

     

  4. Wichtige Wirkstoffe

    5.  

    Amilorid : Diuretikum

    Blockiert apikale Na+-Kanäle ( Aldosteronantagonist )

    Þ Blockierung des transepithelialen Transport von Na+ ( bei hohem c, werden auch die Na/H Carrier gehemmt )
    Þ weniger Na-Resorption im distalen Tubulus (Þ weniger Wasserresorption)
    Þ Anwendung als Diuretikum ( + wegen der geringeren Negativität im Lumen gehen weniger K+-Ionen verloren ).

    [ Verwendung mit zusammen mit Hydrochlorthiazid (nicht K-Ionen-Sparendes Diuretikum) um die K-Bilanz auszugleichen ]

     

    Actalzolamid : Diuretikum

    Carboanhydratasehemmer, Angriffspunkt im proximalen Nephron

    Verminderung der Spaltung von Bicarbonat

    Þ weniger H+-Ionen Þ Na+/H+ Antiport wird gehemmt

     

    Furosemid & Bumetanid : "Schleifendiuretikum"

    Blockiert basolaterale Na+/2Cl-/K+ Carrier (wirken in der Hennleschleife Þ "Schleifendiuretikum")

     

    Theophyllin : Diuretikum

    Hemmung der Cl- Kanäle ( durch Hemmung der intrazellulären Signaltransduktion )

    Hemmung der Phosphodiesterase Þ keine cAMP Produktion Þ Verringerung der Cl- Permeabilität ( ohne cAMP öffnen sich die Cl- Kanäle nicht )

     

    Aldosteron : Anti - Diuretikum

    (Nebennierenrindenhormon, hat eine Latenzzeit von 2 Stunden !!)

    Stimulation des elektrogenen Na+ Transport (Na-Resorption, vor allem im Sammelrohr)

     

    Ouabain : Diuretikum + Saluretikum

    ATPase-Hemmer

  6. Physikalische bzw. chemische Grundlagen

 

Ionenbeweglichkeit v

v = Lineargeschwindigkeit / angelegte elektrische Feldstärke [(cm/s) / (V/cm)]

z.B. vNa+ = 0,45 (cm/s)/(V/cm)

 

Diffusion :

 

1. Ficksches Gesetz ( Diffusionsgesetz ) :

geflossene Substanzmenge = (Diffusionskonstante*Fläche*Konzentrationsdifferenz*Versuchsdauer )/ Schichtdicke

Substanzflux = Diffusionskonstante/(Konzentrationsdifferenz*Fläche)

2. Ficksches Gesetz : Integration des 1. Fickschen Gesetzes über der Zeit (und damit der Konzentration). Þ quadratische Abnahme der Diffusionsmenge mit der Zeit Þ Die Zeit für einen Konzentrationsausgleich hängt quadratisch von der Dicke der Diffusionsbarriere ab.

 

Filtration :

Auftrennung von flüssigen Gemischen nach der Partikelgröße durch Siebung. Treibende Kraft ist ein Druckunterschied

 

Gleichgewicht :

 

Goldman-Hodgkin-Katz-Gleichung :

Beschreibt das Ruhemembrapotential an einer Zellmembran

U = -61mV*log[(PNa*c(Na)innen+ PK*c(K)innen+.... )/( PNa*c(Na)außen+ PK*c(K)außen +....)

 

Osmose :

Nettotransport eines Lösungsmittels von Ort niedrigerer Solutkonzentation zum Ort höherer Solutkonzentration.

Osmotischer Druck : Druck der den Lösungsmitteltransport bewirkt.

p =Konzentrationsunterschied*Reflexionskoeffiezient(wenn Barriere da, sonst =1)*R*T

Kolloidosmotischer Druck : Osmotischer Druck der durch Kolloide Teilchen hervorgerufen wird.

 

Permeabilität : P = Diffusionskonstante/Dicke

 

Reflexionskoeffizient :

Maß für die Selektivität einer Barriere a für eine Substanz.

s =(realer osmotischer Druck)/(osmotischer Druck ohne Barriere)

 

Solvent Drag :

Mitführung von Lösungsmittel beim Stofftransport

  2. Biologische Grundlagen

 

Elektrogener Transport:

Jeder Transport, der eine elektrische Spannung erzeugt

 

Passiver Transport :

Transportprozesse, die durch "äußere Kräfte" angetrieben werden. (z.B. Druckgefälle)

 

Carrier :

Integrale Membranproteine, die bestimmte Solute durch die Membran transportieren, häufiger als Kanäle, weniger Durchsatz als Kanäle

Beispiele für Transporte :

 

Ionenkanäle:

Transportproteine mit stochastischer Permeabilitätsverteilung. Fluktuierend : "Gating", seltener als Carrier

 

Wasserkanäle :

 

Durchlässigkeit von Epithelien

 

Gibbs-Donan-Gleichgewicht

Beschreibt die Gleichgewichtsverteilung von Ionen auf beiden Seiten einer Membran in einem System in dem auf einer Seiten zwei Ionensorten gleicher Ladungsvorzeichens vorliegen und die Membran nur für eine Permeabel ist. (z.B. imperable Proteinannionen und Clorid-Ionen)

 

Tonizität

 

Tyrodelösung : Physiologische Salzlösung

 

Ultafiltration : Filtration im zellulären Maßstab